In modelli murini privati della proteina antivirale mitocondriale (MAVS) si sono osservate alterazioni della componente batterica rispetto al gruppo di controllo, con conseguente aumento della permeabilità intestinale, dei processi infiammatori e della suscettibilità a dermatiti allergiche da contatto.

È quanto dimostra lo studio coordinato da Emilie Plantamura dell’Università di Lione, in Francia, di recente pubblicato sulla rivista PNAS.

Proteine antivirali mitocondriali e allergie cutanee

Alcuni studi epidemiologici hanno evidenziato come la composizione e la diversità del microbiota intestinale siano in grado di influenzare lo sviluppo di svariate allergie, comprese quelle cutanee, ma i meccanismi alla base di questo processo rimangono tuttora poco chiari.

Ricerche condotte sul genoma e sul microbiota umano hanno, tra gli altri risultati, permesso di scoprire l’importanza della proteina antivirale mitocondriale (MAVS) nello sviluppo di allergie cutanee.

I ricercatori hanno quindi voluto approfondire i meccanismi di correlazione tra il microbiota e la risposta allergica da ipersensibilità ritardata (DTH) a livello cutaneo in modelli murini privati della proteina MAVS (Mavs -/-) e in altri wild-type (o WT, cioè Mavs+/+ della stessa cucciolata e B6J).

Se mancano le MAVS, cambiano i batteri intestinali

Per identificare le comunità batteriche regolate dalla via di segnalazione legata a MAVS e ai processi infiammatori cutanei, detta RLR, sono state condotte analisi di pirosequenziamento genico delle feci collezionate rispettivamente da modelli Mavs -/-  e WT allevati separatamente.

• Solo il gruppo Mavs -/- ha mostrato disbiosi, suggerendo che la proteina sia implicata nella regolazione della componente batterica
• In base all’analisi PCA (Principal Component Analysis), Mavs -/-  e WT hanno mostrato sostanziali differenze nella composizione batterica complessiva
• Nessuna discrepanza notevole tra i due gruppi è stata invece evidenziata in termini di alpha diversity e di numero di specie sulla base dell’indice di Chao1
• Analisi tassonomiche hanno messo in evidenza l’aumento di 30 volte del phylum Deferribacteres nel gruppo Mavs -/-

Gli effetti del trattamento antibiotico

Per valutare il potenziale legame tra segnalazione RLR, e quindi MAVS, microbiota e sviluppo di allergia cutanea, è stata valutata la DTH in seguito all’applicazione dell’agente allergizzante DNFB (hapten 2,4-dinitrofluorobenezene).

• Nei modelli Mavs -/- si è osservato un aumento più considerevole, rispetto ai WT, della gravità della DTH manifestatasi con il rigonfiamento dell’orecchio e da ricondurre a un incremento dell’infiltrato in loco di cellule immunitarie e citochine
• Irritazione tissutale e cinetica di risposta della DTH sono invece risultate simili tra i due gruppi

Considerato l’alto livello di infiltrato nel gruppo Mavs -/-, i ricercatori hanno voluto verificare se un’alterata risposta immunitaria possa di per sé influenzare il rischio di sviluppare la patologia e hanno analizzato i linfonodi e i parametri ematici in condizioni fisiologiche.

• Mav -/- e WT hanno mostrato analoga composizione delle cellule immunitarie in vivo e pari proliferazione di quelle T in vitro

In seguito, attraverso la somministrazione di un cocktail di antibiotici ad ampio spettro, è stato valutato se la componente batterica potesse in qualche modo contribuire al fenotipo DTH.

• L’edema infiammatorio esibito dal gruppo Mavs -/- è stato notevolmente ridotto dal trattamento antibiotico mentre nessun impatto è stato osservato nei WT. Questi dati suggeriscono quindi che il microbiota abbia un ruolo importante nell’influenzare la gravità della DTH in modelli privi di MAVS

L’incremento della risposta allergica si trasmette attraverso il microbiota intestinale

Si è dunque passati a esaminare se le differenze nella composizione del microbiota potessero essere collegate al rischio di patologie in modelli Mavs -/-.

Per farlo sono stati condotti esperimenti di co-housing e di “cucciolata”.

Nei primi alcuni modelli WT (n=18) e Mavs -/- (n=14) sono stati allevati insieme per 4 settimane (co-housing) per monitorare in seguito la risposta DTH.

• Entrambi i gruppi hanno mostrato lo stesso incremento di edema suggerendo che il fenotipo infiammatorio dei Mavs -/- sia trasmissibile alla controparte

A conferma di ciò sono stati condotti alcuni test valutando la DTH in esemplari della stessa cucciolata allevati insieme e confrontandoli tra loro in base al genotipo (Mav -/-, Mav -/+ e Mav +/+).

• I risultati qui ottenuti non hanno evidenziato differenze sostanziali in termine di gonfiore all’orecchio facendo ipotizzare ai ricercatori come la trasmissione materna da una generazione all’altra riesca in qualche modo a sopperire la carenza di MAVS in disbiosi

Sulla base di ciò, è stato quindi verificato se il fenotipo infiammatorio dei Mavs -/- possa essere trasmesso dalla madre alla prole attraverso esperimenti di “adozioni crociate”.

• Modelli WT in adozione crociata e allevati dalla nascita con madri di Mavs -/- (CF-WT) hanno sviluppato una DTH più grave rispetto a quelli in coabitazione con madri WT (CF- Mavs -/-)

Inoltre, adulti WT germ-free sono stati ricolonizzati con supernatante proveniente da feci di WT o di Mavs-/-.

• I modelli germ-free riceventi il trapianto da Mavs -/- hanno presentato una DTH molto più severa rispetto all’altro gruppo

Gravità della risposta allergica, traslocazione batterica e citochine infiammatorie

Da ultimo, i ricercatori hanno cercato di capire come la disbiosi intestinale possa influenzare la risposta DTH a livello cutaneo.

Le analisi istologiche intestinali e della sottoclasse immunitaria a livello della lamina propria del gruppo Mavs -/- non hanno rivelato alterazioni in condizioni fisiologiche.

A questo punto, i modelli sono stati trattati per via orale con l’agente allergizzante FITC-destrano e sono stati monitorati eventuali cambiamenti nella permeabilità intestinale correlabili a un aumento di gravità di DTH.

• I livelli ematici di FITC-destrano hanno mostrato un incremento transitorio maggiore a 48 ore nei modelli Mavs -/- rispetto ai WT
• Un incremento simile di permeabilità intestinale è stato osservato tra modelli CF-WT e CF-Mavs-/- suggerendo come la disbiosi trasmessa da Mavs-/- potenzi la risposta DTH
• Alterazioni della permeabilità intestinale comportano traslocazione batterica fuori sede andando a interessare soprattutto gli organi linfoidi secondari, processo che potenzia la risposta immunitaria in condizioni di DTH. Anche la produzione di citochine infiammatorie risulta aumentata

In conclusione dunque, questi risultati indicano che la disbiosi intestinale incrementa la gravità delle allergie cutanee.

La carenza di MAVS inoltre compromette la composizione del microbiota e, di conseguenza, la permeabilità intestinale consentendo la traslocazione batterica agli organi linfoidi secondari e l’aumento di citochine pro-infiammatorie con peggioramento complessivo del quadro clinico.

Considerando il coinvolgimento del microbiota, in futuro la manipolazione della componente batterica potrebbe essere utilizzata come strategia terapeutica alternativa per il trattamento delle allergie cutanee.